Yenilenebilir enerji sistemleri için gerçek zamanlı benzetim ve izleme sistemi

Abstract

Fosil tabanlı enerji kaynaklarının hızla azalması nedeniyle enerjinin etkin ve verimli kullanılması son yıllarda daha fazla önem arz etmeye başlamıştır. Öte yandan, enerji talebi de sürekli olarak artmaktadır. Bunun sonucu olarak da alternatif enerji kaynaklarına doğru ciddi bir arayış başlamıştır.Gelişmiş ülkeler güneş panelleri ve yakıt hücreleri aracılığıyla doğal kaynaklardan enerji üretilmesi için çok sayıda AR-GE çalışması yapmaktadır. Almanya ve Japonya 10 seneden beri rüzgâr, güneş ve diğer alternatif temiz enerjiler konusunda çalışma yapmakta ve devlet teşviki ile halkını bu konuda bilinçlendirmektedir. Bu alanda ülkemizde de çeşitli çalışmalar yapılıyor olmakla birlikte, yatırım maliyetlerinin yüksekliği nedeniyle bu sistemler arzu edilen yaygınlıkta değildir.Bu çalışmada yenilenebilir enerji sistemlerinde kullanılabilecek bir izleme ve gözleme altyapısının oluşturulması amaçlanmıştır. Çalışma, Gazi Üniversitesi Temiz Enerji Araştırma ve Uygulama Merkezi'nin temiz enerji karavanında gerçekleştirilmiştir. Karavan içerisinde kurulu olan güneş enerjisi ? hidrojen çevriminin çeşitli noktalarındaki akım, gerilim, sıcaklık, ışık şiddeti, basınç gibi değişkenlerinin sürekli olarak ölçülmesine, ölçülen değerlerin bir ara yüz üzerinden kayıtlı kullanıcılar tarafından izlenebilmesine olanak sağlayan bir sistem hazırlanmıştır. Sistem tüm verileri kontrol ederken aynı zamanda kayıt işlemi yapıp bu verileri grafiksel olarak gerektiğinde kullanıcılara sunabilmekte, internet bağlantısı olan her yerden kontrol edilebilmekte ve gözlemlenebilmektedir. Sistem üzerinde bulunan kontrol röleleri ile istenildiğinde karavanda kurulu sistemin çeşitli noktaları devreye alınıp çıkartılabilmektedir.Çalışmada ayrıca son dönemlerde yaygınlaşmakta olan gerçek zamanlı benzetim tekniğinden yararlanılarak basit bir güneş enerjisi sisteminin modeli çıkartılmış, maksimum güç noktasında çalışma durumu incelenmiştir.

Due to rapid depletion of fossil based energy sources, efficient and effective use of energy has become tremendously important in recent years. On the other hand, there has been a continous increase in the demand for energy. As a result, a strong interest has arosen towards the renewable energy sources.Developed countries have been carrying out several research projects in the area of energy production from natural resources through photovoltaic panels and fuel cells. Especially Germany and Japan have been very active in energy production from wind, solar and other alternative energy sources. They also have strong state incentives to spread the use of these sources. There is similar work in Turkey too, but due to high capital investment costs the developments are slow and insufficient.In this thesis, a system that can be used in renewable energy systems to measure and observe certain parameters is investigated. The project has been implemented in the clean energy caravan of Gazi University Research and Application Center. A system which enables the measurement of several variables such as voltage, current, temperature, pressure, in the solar ? hydrogen cycle that is set-up in the caravan, and observation of these parameters through a computer interface in the internet media has been established. The system also registers the data and can present them in graphical form if needed. Certain points of the energys system can be activated or deactivated by control relays through the computer interface.Real time digital simulation technique which has been receiving attention recently has also been used in this thesis to simulate a simple solar energy system to model it and investigate the maximum power point operation.